、保温时间3?10h，具体保温时间依据变形量和钛卷的卷径确定，卷径大则退 火时间长，采用真空罩式炉退火后，对钛卷进行平整和矫直，然后分切成板使用，满足不平 度< 8mm/m要求，若对钛板的不平度要求< 5mm/m，则采用中低温压矫形或蠕变矫形的方法 进行板形改善；大气气氛退火，将钛卷分切成需要的尺寸整齐摆放，在电阻炉或地坑炉中通 过压钢板进行压矫形退火，退火温度550?700°C、具体保温温度根据钛板成分和冷轧变形 量确定，冷轧变形量大、则退火温度高，保温时间一般为2?24h，具体保温时间依据钛板的 厚度和所压钢板的总厚度确定； 四、 后续处理： 接上步，对大气退火后性能合格的TA3钛板，进行碱酸洗获得成品TA3钛板，或者进行 喷砂/抛丸和酸洗处理，若表面有缺陷、修磨后再进行喷砂/抛丸和酸洗处理，得到合格的 成品TA3钛板。
[0016] 由于国标（GB/T3621-2007)对TA3钛板的力学性能要求是抗拉强度彡500MPa，屈 服强度380?550MPa，延伸率彡20% ;TA3主要是通过添加0和Fe来提高强度，添加量越多， 强度越高、塑性越低，为了获得合格的延伸率和屈服强度，需要适宜的化学成分和杂质元素 含量。国标（GB/T3620. 1-2007)对TA3工业纯钛的化学成分要求中，主要杂质元素 Fe、0、N、 C和H的含量分别是（不大于）:0. 3%、0. 35%、0. 05%、0. 08%和0. 015%，实际控制范围FeO. 12? 0· 3%、00· 15?0· 3%、N彡0· 03%、C彡0· 05%、H彡0· 01%，使用热轧法生产TA3板材时，由于 温度高并在热轧过程中发生动态再结晶而有所软化，为了获得较高的强度水平，杂质元素 含量需要适当高些；而在冷轧卷式生产中，需要钛材具有良好的延展性，因此杂质元素含量 要低于热轧TA3板。
[0017] 卷式生产TA3钛板时对应不同的冷加工量，需要不同的退火工艺来获得良好的组 织和性能，TA3钛板的性能除了与化学成分有关外，主要与微观组织有关，微观组织则与加 工过程和热处理制度有关，本发明给出了不同化学成分和不同冷轧变形量的TA3板的退火 方法。
[0018] 本发明的具体实施例如下： 实施例1 : 选用0级海绵钛，采用德国ALD真空自耗电弧炉进行3次熔炼，制备成Fe、0、N、C和H 含量(铸锭上部成分）分别是〇. 19%、0. 18%、0. 0089%、0. 023%、0. 001%的低杂质TA3铸锭，经 过2火次锻造、铣面后得到探伤级达到A级、低倍组织为模糊晶的TA3板坯，板坯名义尺寸 为 190*1050*6000mm。
[0019] 经天然气加热和880 ±15 °C保温后，通过粗轧和精轧，将TA3板坯轧制为4mm厚热 轧钛卷，随后进行750°C ± 15°C退火、抛丸除氧化皮和酸洗。热轧退火TA3卷晶粒度为9级， 抗拉强度658MPa、屈服强度543MPa、延伸率28%。
[0020] 对热轧卷进行表面修磨后，进行多道次冷轧，乳程变形率约50%、道次变形率 < 10%，获得2. 0(0，+0. l)mm厚冷轧钛卷；乳制后去除轧制油，分切成2*1000*2000mm钛板。
[0021] 退火时采用箱式电阻炉，将30?60张2mm厚TA3板整齐摆放、上压50mm厚钢板， 进行压矫形退火，升温到690°C保温，保温时间根据钛板和钢板的总厚度确定，如40张2mm 厚TA3钛板、压50mm钢板，总保温时间为360min，保温结束后，随炉冷却到600°C以下，出炉 空冷。退火后的钛板进行喷砂、定尺和酸洗，获得酸洗面的成品TA3板材。大气退火、酸洗 态2mmTA3板性能和组织见下表。
[0022] 2mm厚成品TA3板性能和组织
【主权项】
1. 一种卷式生产TA3钛板的退火方法，其特征是：具体包括如下步骤： 一、 生产TA3板述： 首先使用〇级海绵钛和纯度99. 5%?100%的二氧化钛粉混合后压制电极，然后通过 熔炼设备进行熔炼获得铸锭，对合格的铸锭进行锻造，得到铸态组织破碎、晶粒较均匀的 TA3板坯，板坯厚度100?220mm，然后利用天然气或煤气加热TA3板坯，TA3板坯保温温度 830?900°C、保温时间1?8h，保温结束后通过多道次轧制，获得3?10mm厚度的热轧卷， 随后采用大气连续退火的方式进行退火，退火温度680?780°C、时间2?15min，退火后进 行抛丸和酸洗，将表面氧化层去除，为后续冷轧做准备； 二、 生产TA3钛卷： 接上步，将上步获取的TA3板坯通过轧机轧制成TA3钛卷，在张力作用下进行多道次轧 制，道次变形量彡10%、总变形量为10?55% ; 三、 退火处理： 接上步，对冷轧成品TA3钛卷进行真空退火或大气气氛退火，所述真空退火可以整卷 进行，也可分切为板进行，退火后为光亮面，或将钛卷分切为钛板进行大气气氛退火，退火 后为氧化表面； 四、 后续处理： 接上步，对大气退火后性能合格的TA3钛板，进行碱酸洗获得成品TA3钛板，或者进行 喷砂/抛丸和酸洗处理，若表面有缺陷、修磨后再进行喷砂/抛丸和酸洗处理，得到合格的 成品TA3钛板。
2. 根据权利要求1所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，其特征是：所述第一步中熔 炼设备为真空自耗电弧炉，烙炼的次数为1?3次，锻造次数为1?3火次。
3. 根据权利要求1所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，其特征是：所述第一步中的 TA3钛板包括低杂质TA3和常用TA3,所述低杂质TA3为杂质元素含量分别是FeO. 12? 0. 2%、00. 15?0. 2%、N彡0. 02%、C彡0. 05%和H彡0. 01%，最大冷轧变形量可达到55%左右， 所述常用TA3为杂质元素含量分别是FeO. 18?0. 3%、00. 18?0. 3%、N彡0. 03%、C彡0. 05% 和H < 0. 01%，最大冷轧变形量一般< 50%。
4. 根据权利要求1所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，其特征是：第二步中所述的 轧机为可逆轧机。
5. 根据权利要求1所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，其特征是：所述第二步中，冷 轧总变形量超过55%，需要进行多轧程的冷轧，两次冷轧之间进行半成品真空退火，成品厚 度 0? 5 ?6mm。
6. 根据权利要求1所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，其特征是：所述第三步中的 真空退火，一般以整卷的方式在罩式炉中真空退火，半成品和成品退火温度600?700°C， 抽真空(< l〇_2Pa)升温到400?550°C，充少量氩气加强热量循环，退火温度根据钛卷成分 和冷轧变形量确定，退火温度600?700°C、保温时间3?10h，具体保温时间依据变形量和 钛卷的卷径确定，卷径大则退火时间长。
7. 根据权利要求6所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，其特征是：所述氩气的充气 量为 1000 ?20000Pa。
8. 根据权利要求6所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，其特征是：采用真空罩式炉 退火后，对钛卷进行平整和矫直，然后分切成板使用，满足不平度< 8mm/m要求，若对钛板 的不平度要求则采用中低温压矫形或蠕变矫形的方法进行板形改善。
9.根据权利要求1所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，其特征是：所述第三步中的 大气气氛退火，将钛卷分切成需要的尺寸整齐摆放，在电阻炉或地坑炉中通过压钢板进行 压矫形退火，退火温度550?70(TC、具体保温温度根据钛板成分和冷轧变形量确定，冷轧 变形量大、则退火温度高，保温时间一般为2?24h，具体保温时间依据钛板的厚度和所压 钢板的总厚度确定。
【专利摘要】一种卷式生产TA3钛板的退火方法，本发明对不同化学成分和冷轧变形量的TA3卷材通过不同的退火工艺，获得晶粒细小、性能合格并均匀的TA3板材，本发明具有生产效率高、外观质量好、成本较低，同批次板材的力学性能和微观组织的均匀一致程度较高，厚度公差和同板差可稳定控制等特点，适合大范围的推广和应用。
【IPC分类】C22F1-18
【公开号】CN104611658
【申请号】CN201510035056
【发明人】刘喜波, 李洋, 李渤渤, 顾新盛
【申请人】洛阳双瑞精铸钛业有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月23日